“电与磁”考前复习策略研究

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  磁现象主要考查磁体与磁场的性质,结合应用考查磁极间的相互作用规律是考试的热点;磁体的作用规律和电流的磁场是每次考试的必考点,结合应用考查右手安培定则是考试的热点;电动机和电磁感应是考试的必考点,两者之间的互逆过程是考试的难点.
  1相近知识“比一比”
  1.1电现象与磁现象
  .电现象 磁现象种类 两种电荷,正电荷和负电荷 两个磁极,南(S)极和北(N)极作用 同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引 同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引形式 电场 磁场方向 正电荷定向移动的方向为电流的方向 磁场中某处小磁针静止时N极所指的方向电现象与磁现象都是看不到、摸不着的,我们可以通过一些现象认识到电流和磁场的存在,例如通过用电器的工作或电流计指针偏转可以说明有电流通过,通过放入磁场中的小磁针发生偏转可以说明有磁场存在,这种思想方法叫做转化法.2、三种电磁现象现象 发现者 能量的转化 判定方法电流的磁场 奥斯特 / 安培定则电磁感应 法拉第 机械能→电能 右手定则磁场对电流的作用 / 电能→机械能 /1相关知识“连一连”
  1.1电动机与发电机
  直流电动机交流发电机原理通电线圈在磁场中受力转动电磁感应能量转化电能转化为机械能机械能转化为电能构造转子和定子(线圈和磁体)外电路与电刷相连的是换向器闭合的铜环先后顺序先通电,后转动先转动,后产生电流力的性质磁场力外力导体中的电流有电源提供感应电流判断依据外电路有电源外电路有用电器或电流计1.2磁极、磁场和磁感线
  磁极是磁体中磁性最强的部分,一个磁体只有两个磁极,一个是南(S)极,一个是北(N)极,磁体的中间几乎没有什么磁性.磁极间的相互作用规律是同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.使原来没有磁性的物体在磁体或电流的作用下获得磁性的过程叫做磁化.软铁被磁化后,磁性容易消失,这种磁体被称为软磁性材料,可用于电磁铁的铁芯;钢被磁化后,磁性能长久保留,被称为硬磁性材料,可制作永久磁体.磁体具有吸铁性和指向性.
  将一磁铁靠近一个静止的小磁针,会发现小磁针发生偏转,拿开磁铁,小磁针静止后恢复了原来的指向,这反映了磁铁周围对小磁针有磁力的作用,即磁体周围存在磁场.磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生磁力的作用,磁极间的相互作用就是通过磁场而发生的,因此磁场是真实存在的.磁场是存在于磁体或电流周围的特殊物质.磁场有强有弱,且有方向性.磁场看不见、摸不着,研究磁场的方法是通过放在磁体周围的小磁针发生偏转,这种研究方法叫做转化法.指南针会指示南北方向说明小磁针受到了磁场的作用,这个磁场就是地磁场.
  磁感线是为了形象描述磁场而假想的物理模型,它是依照铁屑在磁场中被磁化为一个个小磁针,在磁场里排列和分布的情形而画出的曲线.磁感线是有方向的,在磁体的周围,磁感线从北极出来,回到南极,(磁体内部的磁感线与外部相反,从而形成闭合曲线).磁感线上各点的切线方向与放在该点的小磁针静止后北极所指的方向一致.磁感线不会相交,磁场中任一点的磁场方向都只有一个确定的方向.磁感线的疏密程度可以表示磁场的强弱,磁感线密的地方,磁场强,磁感线疏的地方,磁场弱.磁极附近的磁感线较密,表示磁极附近的磁场较强.
  2重点知识“变一变”
  通电导体在磁场中受力运动和电磁感应现象的两个实验装置是很相似的,在学习中一定要仔细观察,细心比较异同.通电导体在磁场中受力运动实验如右图所示,电磁感应实验如左图所示.从图上看,两个实验的不同之处在于通电导体在磁场中受力运动实验器材有电源,而电磁感应实验器材没有电源,却有一个电流计.其余的实验器材是基本相同的.
  通电导体在磁场中受到力的作用,力的方向跟导体中电流的方向和磁场的方向有关,当电流方向或磁场方向发生改变时,导体的受力方向也会发生改变,当电流方向和磁场方向同时改变时,通电导体受到的力的方向不变.需要注意的是,不是在任何情况下通电导体在磁场中一定受到力的作用,当通电导体中的电流方向与磁感线的方向相同或相反(即电流方向与磁感线方向平行)时,通电导体将不受磁场力的作用.
  电磁感应现象中,产生感应电流的条件是:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动.这其中包含两层意思:一是要有一部分导体做切割磁感线运动,这里要注意的是切割磁感线运动的是一部分导体,而不是整个电路,还要注意的是做“切割磁感线运动”就是把磁感线切断,也就是说,导体的运动方向一定与磁感线成一定角度,而不是与磁感线平行,否则是不能切割磁感线的.二是电路应该是闭合的,而不是断开的,即组成电路的各个元件连接成一个电流的通路,如果是不闭合电路,即使导体做切割磁感线运动,导体中也不会有感应电流产生,只是在导体两端产生电压,因为不闭合就不能形成电荷定向流动的通路,所以电路中就没有电流.
  电磁感应现象中,感应电流的方向与磁场的方向和导体运动的方向有关,当磁场的方向或导体切割磁感线运动的方向发生改变时,感应电流的方向也随之改变,若同时改变磁场的方向和切割磁感线运动的方向,则感应电流的方向不变.
  3难点知识“表一表”
  3.1电生磁
  (1)电流的磁效应:1820年,丹麦物理学家奥斯特发现:通电导体周围存在磁场,磁场的方向与电流的方向有关.
  (2)通电螺线管的磁场外部与条形磁体的磁场一样,其极性可用安培定则来判断.影响通电螺线管磁极的因素是电流的方向和线圈在螺线管上的缠绕方向.
  (3)电磁铁:电磁铁的优点是可以控制磁性的有无,通电时有磁性,断电时无磁性.磁性的强弱与通过电流的大小和螺线管线圈的匝数多少有关.
  (4)电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路的开关,其优点是:通过低电压、弱电流电路的通断,间接控制高电压、强
  电流电路,可以实现远距离控制和自动控制.
  3.2磁场对通电导线的作用
  (1)通电导体在磁场中受到力的作用,其受力方向跟电流的方向和磁场的方向有关.
  (2)通电线圈在磁场中受力时会发生转动,最终静止在平衡位置,若持续转动,则需要换向器.换向器的作用是当线圈刚转过平衡位置时,能够改变线圈中的电流的方向,使线圈持续转动下去.
  3.3磁生电
  (1)电磁感应现象:1831年英国科学家法拉第发现:闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时,导体中产生感应电流.
  (2)产生感应电流的条件是:(1)导体是闭合电路的一部分;(2)导体必须在磁场中做切割磁感线运动.
  (3)感应电流的方向:跟导体的运动方向和磁感线的方向有关.若其一改变,感应电流的方向也随之改变;若两者同时改变,感应电流的方向保持不变.
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